2024年夏天，在持续高温下，上海电网的最高负荷创下历史新高。为了应对不断增加的用电负荷，国网上海电力在今年迎峰度夏期间组织了30余次虚拟电厂削峰实测调用。在8月7日组织的快速削峰能力的验证中，全市虚拟电厂贡献的最大响应负荷达到70.43万千瓦，创下了调控能力的新纪录。其中，上海综合能源公司代理资源的实测最大响应负荷为27.42万千瓦，市场占有率约达40%。
虚拟电厂是一种应用数字通信和控制等先进技术，聚合分布式发电、储能、电动汽车与空调负荷等可调资源，形成虚拟实体参与电力平衡调节的新模式、新业态。随着可再生能源的快速发展，推动电力系统从“源随荷动”向“源荷互动”转变成为全球低碳发展共识。上海的能源需求量大，用户侧资源丰富。在近年来需求响应工作基础上，2023年开始，上海市着手发展虚拟电厂市场，鼓励用户以灵活资源参与削峰填谷响应，在电力需求高峰时段减少负荷，或在低谷时段增加负荷，协助电网实现供需平衡。
虚拟电厂通常有三层架构：电网、聚合商和用户。电网根据供需变化预测情况开展响应预案编制与落实，对虚拟电厂聚合商发出调度指令；聚合商扮演电网和用户之间的中介角色，负责聚合和协调资源，并将调度指令转化为邀约和调用策略指令，传达给用户；用户是虚拟电厂“金字塔”的塔底，通过与聚合商平台进行实时数据交互，并根据聚合商的指令调整自身的发电或用电行为，参与虚拟电厂调用响应。
在虚拟电厂体系中，客户需通过聚合商接入虚拟电厂可调负荷资源池。因此，聚合商就成了客户与供电企业之间重要的桥梁。作为目前上海最大的虚拟电厂资源聚合商，上海综合能源公司以省级智慧能源服务平台为抓手，将充换电设施、用户侧储能、工业用户、楼宇空调、分布式三联供和数据中心等用户资源聚合起来，不断提高虚拟电厂资源的响应能力和响应速度。“其中，空调、储能、充换电等三类资源是目前参与峰谷调节的主力。”上海综合能源公司虚拟电厂运行处专责林维莉介绍。
上海市的虚拟电厂市场分为中长期响应、日内响应和快速响应。由于快速响应需在半小时内完成调用操作响应，用户能否精准执行需要依赖数字化手段。因此，上海综合能源公司在智慧能源服务平台架构体系框架下，升级建设了具备资源聚合、运营管理、市场交易、调控管理等支撑功能的虚拟电厂聚合运营模块，并与市级虚拟电厂运行管理与监控平台实现了数据对接。
上海智慧能源综合服务平台
平台具有三个特色，一是可以实现签约用户档案的管理应用，通过构建批量导入签约用户档案信息、随时查看签约用户信息、修改签约用户档案信息、查看签约用户的历史响应情况、收集分析客户需求形成“签约客户画像”等功能，由档案精细化管理帮助负荷聚合商精准定位活动目标客户、优化服务、提升需求响应活动邀约效率，增强客户体验以及实现数据驱动的运营模式。二是可以实现需求响应活动全流程管控，通过实现需求响应活动计划制定、活动信息发布、选择活动用户、活动点对点邀约、活动进度管控、活动结果录入等功能，显著提升活动的组织效率与执行效果，确保了活动的有序进行。三是可以实现移动端应用，让客户在手机上便捷查看需求响应邀约，并一键决定是否参与，提升了活动的组织效率，增强了用户的参与感和满意度。
对于运营商而言，实现精准调控是虚拟电厂成功参与电力市场的关键。林维莉认为，为了满足快速响应模式的技术要求，运营商需要对每个时点上用户的具体能力有非常精准的把握。“对于六种不同类型的用户资源，需要根据它们的参与积极性、出力效率和程度进行标签化管理。每个用户可以带有多个标签，通过将这些标签和评级结合，我们可以更精准地判断用户在响应中的表现。”她说，深化评级和类型细分的管理实践，将进一步提升虚拟电厂的运营效率和市场响应能力。
“我们聚合的资源类型丰富，每种资源类型的特点各不相同，比如楼宇空调和生产工业负荷的响应能力、负荷特性都是有很大差异的。因此我们对用户资源需要进行差异化、精细化的分类管理。”林维莉说。根据楼宇空调、冷热电三联供、储能、电动汽车充电站、数据中心等不同资源可调节负荷预测分析，实现各个用户上报的可调能力预测曲线，按照预置的基线模型算法，从聚合商分类、行政分区、电网分区、用户、设备等不同维度进行聚合，分析聚合后的用电负荷情况，预测未来的负荷走势情况。针对不同资源用户类型的用户，支持个性化策略定制和参数配置，支持下发控制指令到用户侧现场。
“2024年前三季度，我们累计组织参与虚拟电厂响应1万余户次，单次最大响应规模28万千瓦，整体响应量和响应规模均处于上海首位。”林维莉说，“我们将持续发挥好虚拟电厂运营商职能，助力加快构建新型能源体系，以能源高质量发展为生态文明建设和‘双碳’目标实现提供更好支撑。”
作者：集团融媒体站 李雨桐
通讯员：上海综合能源公司 张鑫
受访者：上海综合能源公司 林维莉
